Σεμινάριο Ανάλυσης Έργων Καθαρής Ενέργειας

Παρουσίαση με θέμα: "Σεμινάριο Ανάλυσης Έργων Καθαρής Ενέργειας"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Σεμινάριο Ανάλυσης Έργων Καθαρής Ενέργειας
Υφιστάμενη Κατάσταση Καθαρών Ενεργειακών Τεχνολογιών Σεμινάριο Ανάλυσης Έργων Καθαρής Ενέργειας Αιολικό Πάρκο Παθητική Ηλιακή Κατοικία Αναφορά Φωτογραφίας: Nordex Gmbh Αναφορά Φωτογραφίας: McFadden, Pam DOE/NREL © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2005.

2 Στόχοι Ενημέρωση σχετικά με τις ΑΠΕ (RETs) και μέτρα ενεργειακής απόδοσης Αγορές Τυπικές Εφαρμογές Φωτοβολταϊκά και Ηλιακή θέρμανση Νερού Ηλεκτροπαραγωγή από απορριπτόμενη ξυλεία Αναφορά Φωτογραφίας: Warren Gretz, NREL PIX Αναφορά Φωτογραφίας: Vadim Belotserkovsky © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

3 Τεχνολογίες Καθαρής Ενέργειας
Ορισμοί Τεχνολογίες Καθαρής Ενέργειας Ενεργειακή Απόδοση Χρήση λιγότερων ενεργειακών πόρων για την κάλυψη των ίδιων ενεργειακών αναγκών Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Χρήση μη-εξαντλούμενων φυσικών πόρων για την κάλυψη ενεργειακών αναγκών Υπερ-μονωμένο Σπίτι Παθητικής Ηλιακής Ενέργειας Αναφορά Φωτογραφίας: Jerry Shaw © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

4 Λόγοι για Καθαρές Ενεργειακές Τεχνολογίες
Περιβαλλοντικά Κλιματική αλλαγή Τοπική ρύπανση Οικονομικά Κόστος κύκλου ζωής Εξάντληση ορυκτών καυσίμων Κοινωνικά Δημιουργία θέσεων εργασίας Μειωμένη διαρροή τοπικού €€€ Αύξηση ενεργειακής ζήτησης (x3 μέχρι το 2050) Αιολική Ενέργειας: Κόστος Παραγωγής ηλεκτρισμού 40 30 Κόστος ηλεκτρισμού (¢US/kWh) 20 10 1980 1990 2000 Έτη Πηγή: National Laboratory Directors for the U.S. Department of Energy (1997) © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

5 Κοινά Χαρακτηριστικά Καθαρών Ενεργειακών Τεχνολογιών
Σε σχέση με τις συμβατικές τεχνολογίες: Χαρακτηριστικά υψηλότερα αρχικά κόστη Γενικά χαμηλότερα λειτουργικά κόστη Περιβαλλοντικά «καθαρότερες» Συχνά οικονομικά αποδοτικές βάσει ανάλυσης κόστους κύκλου ζωής © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

6 Συνολικό κόστος ενός συστήματος το οποίο παράγει ή καταναλίσκει Ενέργεια
 κόστος αγοράς = κόστος αγοράς + ετήσιο κόστος καυσίμου και Σ&Λ + σημαντικά κόστη επιθεώρησης + κόστος παροπλισμού + κόστος χρηματοδότησης + κλπ. © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

7 Τεχνολογίες ΑΠΕ για παραγωγή Ηλεκτρισμού
© Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

8 Τεχνολογία Αιολικής Ενέργειας & Εφαρμογές
Απαιτούνται ευνοϊκοί άνεμοι (>4 m/s στα 10 m) Παραλιακές περιοχές, στρογγυλεμένες κορυφογραμμές, ανοιχτές πεδιάδες Εφαρμογές: Πτερύγια Ρότορα Άτρακτος με κιβώτιο ταχυτήτων και γεννήτρια Άνεμος Ύψος Πλήμνης Πυλώνας Άνεμος Απομονωμένο Δίκτυο Κεντρικό Δίκτυο Εκτός Δικτύου Warren Gretz, NREL PIX Phil Owens, Nunavut Power Southwest Windpower, NREL PIX © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

9 Αγορά Αιολικής Ενέργειας
Ετήσιες Εγκαταστάσεις Ανεμογεννητριών Παγκοσμίως 8.000 8.000 Παγκοσμίως εγκατεστημένη ισχύς (2003): MW 7.000 (~20,6 εκατ.οικίες με kWh/οικία/έτος και 30% συντελεστή δυναμικού 7.000 Γερμανία: MW 6.000 6.000 Ισπανία: MW 5.000 5.000 ΗΠΑ: MW MW Δανία: MW 4.000 4.000 MW μέχρι το 2007 (προβλεπόμενη) 3.000 3.000 2.000 2.000 1.000 1.000 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Πηγή: Danish Wind Turbine Manufacturers Association, BTM Consult, World Wind Energy Association, Renewable Energy World © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

10 Τεχνολογία Μικρών Υδροηλεκτρικών & Εφαρμογές
Τύποι Έργων: Δεξαμενές Σε ροή ποταμού Εφαρμογές: Διασυνδεδεμένο Απομονωμένο δίκτυο Εκτός δικτύου ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Φράγμα Υπερχειλιστής Κορυφή στάθμης Αγωγός πτώσης Σταθμός Ισχύος Στρόβιλος Francis Δίκτυο Αυλάκι απαγωγής Γεννήτρια Στρόβιλος Αγωγός απαγωγής © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

11 Αγορά Μικρών Υδροηλεκτρικών
19% του παγκόσμιου ηλεκτρισμού παράγεται από μεγάλα & μικρά υδροηλεκτρικά. Παγκοσμίως: MW σε ανάπτυξη (μέγεθος σταθμού < 10 MW) Πρόβλεψη: έως MW μέχρι το 2020 Κίνα: υφιστάμενα πάρκα (μέγεθος σταθμού< 25 MW) MW σε ανάπτυξη επιπλέον MW οικον. εφικτά Ευρώπη: MW σε ανάπτυξη επιπλέον MW οικον. εφικτά Καναδάς: 2.000 MW ήδη εγκατεστημένα επιπλέον MW οικον. εφικτά Πηγή: ABB, Renewable Energy World και International Small Hydro Atlas Μικρός Υδροηλεκτρικός Σταθμός © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

12 Τεχνολογία & Εφαρμογές Φωτοβολταϊκών (ΦΒ)
Οικιακό Σύστημα ΦΒ Διάταξη ΦΒ Κεντρικός Σταθμός ΦΒ Κατανεμητής Ισχύος Μετρητής Αποκεντρωμένη Παραγωγή Μετρητής Αναφορά Φωτογραφίας: Tsuo, Simon DOE/NREL Ηλεκτρικό Δίκτυο Συσσωρευτής Φωτισμός Άντληση Νερού με ΦΒ Δίκτυα ΦΒ ενσωματωμένα σε κτίρια Αναφορά Φωτογραφίας: Strong, Steven DOE/NREL © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

13 Ετήσιες Εγκαταστάσεις ΦΒ παγκοσμίως
Αγορά Φωτοβολταικών Ετήσιες Εγκαταστάσεις ΦΒ παγκοσμίως 800 800 Παγκοσμίως εγκατεστημένη ισχύς (2003): MW 700 700 (~1,2 εκατ. Οικίες με kWh/οικία/έτος) 600 600 32% αύξηση σε αποστολές το 2003 500 500 p MW 400 400 300 300 200 200 100 100 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Πηγή: PV News © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

14 Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού & Θερμότητας (ΣΗΘ)
Ταυτόχρονη παραγωγή δύο ή περισσότερων τύπων χρήσιμης ενέργειας από μία και μόνο ενεργειακή πηγή (ονομαζόμενη και «Συμπαραγωγή») Απόδοση ανάκτησης θερμότητας (55/70) = 78,6% Συνολική απόδοση ((30+55)/100) = 85,0% Απαέρια 15 μονάδες Θερμότητα 55 μονάδες Φορτίο Θερμότητας ΛΑΘ Θερμότητα + Καυσαέρια 70 μονάδες Καύσιμο 100 μονάδες Ισχύς 30 μονάδες Φορτίο Ισχύος Γεννήτρια Σύστημα Ισχύος © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

15 Σύστημα δικτύου δέσμευσης
Εφαρμογές Συμπαραγωγής ηλεκτρισμού & θερμότητας, Καύσιμα & Εξοπλισμός Διάφορες Εφαρμογές Διάφορα Καύσιμα Κύκλος Συλλογής Αερίων ΧΥΤΑ Παραγωγή ατμού Διεργασία Σύστημα δικτύου δέσμευσης Συμπιεστής Ψύκτης / Αφυγραντής Παραγωγή ηλεκτρισμού Φίλτρο Πυρσός Βιομάζα για ΣΗΘ Αναφορά Φωτογραφίας: Gretz, Warren DOE/NREL Αναφορά Φωτογραφίας: Gaz Metropolitan Ποικίλος Εξοπλισμός Εμβολοφόρος μηχανή για ηλεκτροπαραγωγή Αναφορά Φωτογραφίας: Rolls-Royce plc © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

16 Εφαρμογές Συμπαραγωγής ηλεκτρισμού & θερμότητας
Απλά κτίρια Εμπορική και Βιομηχανική χρήση Πολλαπλά Κτίρια Συστήματα Τηλε-θέρμανσης (-ψύξης) (π.χ. κοινότητες) Βιομηχανικές Διεργασίες ΣΗΘ στο Δημαρχείο του Kitchener Αναφορά Φωτογραφίας: Urban Ziegler, NRCan ΣΗΘ με αέριο ΧΥΤΑ για σύστημα Τηλε-θέρμανσης, Σουηδία Μικρο-Τουρμπίνα σε Θερμοκήπιο Αναφορά Φωτογραφίας: Urban Ziegler, NRCan Αναφορά Φωτογραφίας: Urban Ziegler, NRCan © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

17 Συμπαραγωγή ηλεκτρισμού&θερμότητας Τύποι Καυσίμου
Ανανεώσιμα καύσιμα Απορριπτόμενη ξυλεία Αέριο ΧΥΤΑ (LFG) Βιοαέριο Αγροτικά παρα-προϊόντα Μελάσα Ενεργειακές καλλιέργειες, κλπ. Ορυκτά καύσιμα Φυσικό Αέριο Ντήζελ κλπ. Γεωθερμία Υδρογόνο Βιομάζα για ΣΗΘ Αναφορά Φωτογραφίας: Gretz, Warren DOE/NREL Γεωθερμική πηγή Αναφορά Φωτογραφίας: Joel Renner, DOE/ NREL PIX © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

18 Συμπαραγωγή ηλεκτρισμού&θερμότητας Εξοπλισμός & Τεχνολογίες
Εξοπλισμός Ψύξης Συμπιεστές Ψύκτες Απορρόφησης Ελεύθερη ψύξη Ηλεκτροπαραγωγή Αεριοστρόβιλος Αεριοστρόβιλος συνδ. κύκλου Ατμοστρόβιλος Εμβολοφόρος μηχανή Κυψέλη καυσίμου κλπ. Εξοπλισμός Θέρμανσης Λέβητες Ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας Αεριοστρόβιλος Αναφορά Φωτογραφίας: Rolls-Royce plc Εξοπλισμός Ψύξης Αναφορά Φωτογραφίας: Urban Ziegler, NRCan © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

19 Συμπαραγωγή ηλεκτρισμού&θερμότητας Αγορά
Συμπαραγωγή ηλεκτρισμού&θερμότητας Αγορά Περιοχή Δυναμικό Σχόλια Καναδάς 12 GW Κυρίως σε χαρτοβιομηχανία & βιομ.πετρελαίου ΗΠΑ 67 GW Ραγδαίως αναπτυσσόμενη, πολιτική υποστήριξη για ΣΗΘ Κίνα 32 GW Επικρατεί η ΣΗΘ με καύσιμο άνθρακα Ρωσία 65 GW Περίπου 30% του ηλεκτρισμού από ΣΗΘ Γερμανία 11 GW Αναπτυσσόμενη αγορά για δημοτική ΣΗΘ ΗΒ 4,9 GW Σημαντικά κίνητρα για ΑΠΕ Βραζιλία 2,8 GW ΑΕ συνδυασμένες με εκτός δικτύου εγκαταστάσεις Ινδία 4,1 GW Κυρίως ΣΗΘ με ζαχαροκάλαμο σε μύλους ζάχαρης Ν. Αφρική 0,5 GW Αντικαθίσταται κυρίως η ηλεκτροπαραγωγή με καύσιμο άνθρακα. Παγκοσμίως 247 GW Αναμενόμενη αύξηση : 10 GW ανά έτος Πηγή: World Survey of Decentralized Energy 2004, WADE © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

20 Ανανεώσιμη Ενέργεια Τεχνολογίες Θέρμανσης & Ψύξης
© Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

21 Τεχνολογία & Εφαρμογές Θερμότητας από Βιομάζα
Ελεγχόμενη καύση ξύλου, αγροτικών υπολειμμάτων, κοινοτικών απορριμμάτων, κλπ. για την παροχή θερμότητας Τσίπ Ξύλου Απλά κτίρια και/ή Τηλε-θέρμανση (-ψύξη) Αναφορά Φωτογραφίας: Wiseloger, Art DOE/NREL Αναφορά Φωτογραφίας: Oujé-Bougoumou Cree Nation Σταθμός Θερμότητας © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

22 Αγορά Θερμότητας από Βιομάζα
Παγκοσμίως: Η καύση βιομάζας παρέχει 11% της παγκόσμιας συνολικής Πρωτογενούς Παροχής Ενέργειας (ΠΠΕ) Άνω των 20 GWth ελεγχόμενων συστημάτων καύσης για θέρμανση Αναπτυσσόμενες Χώρες: Μαγείρεμα, θέρμανση Όχι πάντα βιώσιμη Αφρική: 50% της ΠΠΕ Ινδία: 39% της ΠΠΕ Κίνα: 19% της ΠΠΕ Αναπτυγμένες Χώρες: Θερμότητα, ηλεκτρισμός, ξυλόσομπες Φινλανδία: 19% της ΠΠΕ Σουηδία: 16% της ΠΠΕ Αυστρία: 9% της ΠΠΕ Δανία: 8% της ΠΠΕ Καναδάς: 4% της ΠΠΕ ΗΠΑ: 68% όλων των ΑΠΕ Εστία καύσης Φωτογραφία: Ken Sheinkopf/ Solstice CREST 8.000 8.000 7.000 Νέες Εγκαταστάσεις Μικρής Κλίμακας (<100 kW) Συστημάτων Θέρμανσης από Βιομάζα στην Αυστρία New Installations of Small 7.000 6.000 Scale (<100 kW) Biomass 6.000 5.000 Heating Systems in Austria 5.000 4.000 4.000 3.000 3.000 2.000 2.000 1.000 1.000 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 Πηγή: Ingwald Obernberger citing the Chamber of Agriculture and Forestry, Lower Austria Πηγή: IEA Statistics– Renewables Information 2003, Renewable Energy World 02/2003 © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

23 Τεχνολογία & Εφαρμογές Ηλιακής Θέρμανσης με αέρα
Συλλέκτης χωρία κάλυμμα για προθέρμανση του αέρα. Ψυχρός αέρας θερμαίνεται κατά το πέρασμα από μικρές οπές στη μεταλλική απορροφητική πλάκα (SolarwallTM) . Ανεμιστήρας κυκλοφορεί τον θερμαινόμενο αέρα μέσω του κτιρίου. Επιτοίχιο στόμιο προσαγωγής Διάτρητο ηλιακό πλαίσιο Ανεμιστήρας Φρέσκος Αέρας © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

24 Αγορά Ηλιακής θέρμανσης με αέρα
Προθέρμανση αέρα εξαερισμού για κτίρια με υψηλές απαιτήσεις σε καθαρό αέρα Και για ξήρανση συγκομιδής Ανταγωνιστικό κόστος για νέα κτίρια ή μεγάλες ανακαινίσεις Βιομηχανικά Κτίρια Αναφορά Φωτογραφίας: Conserval Engineering Ηλιακή Ξήρανση Συγκομιδής Αναφορά Φωτογραφίας: Conserval Engineering © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

25 Τεχνολογία & Εφαρμογές Ηλιακής θέρμανσης με αέρα
Συλλέκτες με υάλινο κάλυμμα και χωρίς Αποθήκευση νερού (δεξαμενή ή πισίνα) Εμπορικά/ Ιδρυμάτων Κτίρια και Πισίνες Υδρο κουλτούρα - Salmon Hatchery © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

26 Αγορά Ηλιακής Θέρμανσης με Νερό
Περισσότερο από 30 εκ. m2 συλλεκτών παγκοσμίως Ευρώπη: 10 εκ. m2 συλλεκτών σε λειτουργία Ετήσιος ρυθμός ανάπτυξης: 12% Γερμανία, Ελλάδα και Αυστρία Στόχος για το 2010: 100 εκ. m2 Ισχυρή παγκόσμια αγορά για ηλιακούς συλλέκτες για πισίνες Στα Barbados υπάρχουν συστήματα Κατοικίες και Πισίνες Κατοικίες Πηγή: Renewable Energy World, Oak Ridge National Laboratory Αναφορά Φωτογραφίας: Chromagen © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

27 Τεχνολογία & Εφαρμογές Παθητικής Ηλιακής Θέρμανσης
Παροχή % της απαιτούμενης θέρμανσης χώρων την εποχή θέρμανσης Διαθέσιμα ηλιακά «κέρδη» μέσω παραθύρων υψηλής απόδοσης με προσανα- τολισμό προς τον ισημερινό Αποθήκευση θερμότητας στην κτιριακή δομή Χρήση σκίασης για τη μείωση του καλοκαιρινού «κέρδους» θερμότητας Καλοκαίρι Χειμώνας Παθητική Ηλιακή Θέρμανση Διαμερισμάτων Πηγή: Fraunhofer ISE (from Siemens Research and Innovation Website) © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

28 Αγορά Παθητικής Ηλιακής Θέρμανσης
Ως αποδοτικά παράθυρα χρησιμοποιούνται τα ηλιακά παθητικά – τυπική πρακτική σήμερα Για νέες κατασκευές – μηδενική μέχρι χαμηλή αύξηση κόστους Παράθυρα υψηλότερης απόδοσης Προσανατολισμός κτιρίου Σωστή σκίαση Ανταγωνιστικό κόστος για νέα κτίρια και ανακατασκευές Εμπορικά Κτίρια Αναφορά Φωτογραφίας: Gretz, Warren DOE/NREL Κατοικίες Αναφορά Φωτογραφίας: DOE/NREL © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

29 Τεχνολογία & Εφαρμογές Αντλίας Θερμότητας με πηγή το έδαφος
Θέρμανση και ψύξη χώρων/νερού Ο ηλεκτρισμός λειτουργεί βάσει κύκλου συμπιεστής ατμών Η θερμότητα λαμβάνεται από το έδαφος τον χειμώνα και απορρίπτεται στο έδαφος το καλοκαίρι Κάθετος βρόγχος εδάφους Οριζόντιος βρόγχος εδάφους © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

30 Αγορά Αντλιών Θερμότητας με πηγή το έδαφος
Κόσμος: μονάδες εγκατεστημένες Συνολική ισχύς MWth Ετήσιος ρυθμός αύξησης: 10% ΗΠΑ: εγκαταστάσεις ετησίως Σουηδία, Γερμανία, Ελβετία: οι μεγάλες Ευρωπαϊκές αγορές GSHP Κατοικιών Ιδρύματα, Εμπορικά και Βιομηχανικά κτίρια Καναδάς: μονάδες κατοικίας βιομηχανικές και εμπορικές μονάδες 435 MWth εγκατεστημένα Αναφορά Φωτογραφίας: Geothermal Heat Pump Consortium (GHPC) DOE/NREL © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

31 Άλλες εμπορικές τεχνολογίες καθαρής ενέργειας
Καύσιμα: αιθανόλη και βιο-ντήζελ Αποδοτικά Συστήματα Κλιματισμού Ασύγχρονοι κινητήρες Ημερήσιος φωτισμός & αποδοτικά συστήματα φωτισμού Ανάκτηση θερμότητας εξαερισμού Άλλα Εφοδιασμός με αγροτικά υπολείμματα ως καύσιμο Αναφορά Φωτογραφίας: David and Associates DOE/NREL Αποδοτική Ψύξη σε Παγοδρόμιο Ημερήσιος φωτισμός & Αποδοτικός Φωτισμός Αναφορά Φωτογραφίας: Robb Williamson/ NREL Pix © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

32 Αναπτυσσόμενες Τεχνολογίες Καθαρής Ενέργειας
Ηλιακή-Θερμική Ενέργεια Ωκεάνια-θερμική Ενέργεια Παλιρροιακή ενέργεια Ωκεάνιο υφιστάμενο Δυναμικό Ενέργεια κυμάτων κλπ. Ηλιακός Σταθμός παραβολικών συλλεκτών Αναφορά Φωτογραφίας: Gretz, Warren DOE/NREL Ηλιακός Σταθμός κεντρικού πύργου Αναφορά Φωτογραφίας: Sandia National Laboratories DOE/NREL © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

33 Εγκατάσταση Ανεμογεννήτριας 600 kW
Συμπεράσματα Υφίστανται οικονομικά αποδοτικές δυνατότητες Πολλές περιπτώσεις επιτυχίας Αναπτυσσόμενες αγορές Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και ενεργειακά αποδοτικές δυνατότητες είναι διαθέσιμες Parks Canada Υβριδικό Σύστημα αιολικών-ΦΒ (Αρκτική 81°N) Αναφορά Φωτογραφίας: Michael Ross Renewable Energy Research Εγκατάσταση Ανεμογεννήτριας 600 kW Τηλέφωνο με ΦΒ Αναφορά Φωτογραφίας: Nordex Gmbh Αναφορά Φωτογραφίας: Price, Chuck © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.

34 Ερωτήσεις? © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά – 2005.